선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- UV 그라프트 공중합.본 연구에서는 W 조사 방법으 로 극세이온 교환 섬유를 합성하기 위하여 uv 조사량, 조사시간, 광개시제 및 단량체 농도와 반응 온도를 변화시켜 PET-g-GMA 공중합체를 합성하고 반응 조건에 따른 그라프트율과의 관계를 도시하였는데 그 결과가 Figures 1 ~3에 나타나 있다.
제안 방법
- 설폰화 PET- GMA의 흡착 성능. SPET-g-GMA 극세이온 교환 섬유의 Ca2+, 및 Mg?+에 대한 흡착 성능을 시험하기 위하여 내경 19 mm, 높이 100.6 mm인 칼럼에 충진밀도는 0.30 g/mL 되게 극세이온 교환 섬유를 충진한 후 pH = 5~9범위에서 300 ppm 칼슘 및 마그네슘 모의용액을 유속& 7, 9 mUmin로 변화시켜 가면서 흡착 실험 을 행하였고, 10분 간격으로 용리액 50 mL씩 분취하여 흡착 성능을 확인하였다.
- UV 그라프트 공중합 반응. BP 광개시제를 이용한 UV 조사 그라프트 공중합은“ PET 극세사를 자체 제작한 구조체에 일정량 고정시킨 후, 섬유 표면에 BP 광개시제를 도입하기 위해, 메탄올과 0.1 M BP 혼합용액에 침지시키고 16시간 동안 교반하였다「2 BP 광개시제를 침지시킨 후 그라프트 반응은 메탄올/탈이 온수 = 3〃 비율로 혼합한 용매에 Table 1과 같은 조건으로 GMA 단량체를 넣은 후 UV 조사량을 달리하여 그라프트 공중합 반응을 진행하였다.
- 광개시제를 이용한 UV 조사 방법으로 설폰산형 극세이 온교환 섬유를 합성하고 이들의 구조 및 읍착 특성을 확인한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 인장 강도 시험. 그라프트 반응에 따른 극세이온 교환 섬유의 기계적 물성 변화를 시험하기 위하여 Instron 사의 Model 4201 UTM으로 Load cell 500 g, FuU scale 25 g으로 하여 기재 및 그라프트 반응, 설폰 화 반응 후 시료의 인장 강도 및 신도를 동일 조건에서 40회 이상 반복 측정하여 평균값을 구하였다.
- 따라서 본 연구에서는 경수의 연수장치의 핵심 소재로 이용되는 폴리에스터(PET) 극세사를 기재로 하여 UV 그라프트 공중합 방법으로 ' glycidyl methacrylate 가 그라프트 된 PET (PET-g-GMA) 극세 공중 합체를 합성하고 설폰 화 반응을w통하여 설폰화 PET-g-GM (SPET-g-GMA) 극세이온 교환 섬유를 합성하였다.
- 또한 SPET-g-GMA 극세이온 교환 섬유의 구조 및 기본 성능을 평가하여 이를 토대로 최적합성조건을 규명하였으며 칼슘과 마그네슘이온에 대한 최적 흡착 성능을 시험하였다.
- 합성한 그라프트 공중합체 및 설폰 화 극세이온 교환 섬유의 구조 확인을 위하여 ATR FT- IR 스펙트럼 분석을 하였다. 스펙트럼 분석은 Mattson사 의 ATR FT-IR spectrometer를 사용하여 파장 범위 4000- 400 cm에서 분석하였다.
- 함수율 및 이온 교환 용량 측정.'설폰화 PET-g-GMA 극세이온 교환 섬유의 이온 교환 용량은 다음의 방법을 이용하여 측정하였다.
- 설폰 화 반응.합성한 PET-g-GNLA 공중합체에 설폰산기를 도입한 극세이온 교환 섬유를 합성하기 위하여 2단계 반응을 진행하였는데 1단계 설폰 화 반응은 1 L 반응기에 일정량의 공중합체를 넣고, 탈이온수/아이소 프로필 알콜/sodium sulfite 혼합비가 무게비로 75/15/10인 혼합용액에 넣고 실온에서 20시간 동안 반응을 수행하였다. 2단계 설폰 화 반응은 반응기를 아세톤 얼음욕에 넣고 분액여두를 통하여 0.
- FT IR 스펙트럼 분석.합성한 그라프트 공중합체 및 설폰 화 극세이온 교환 섬유의 구조 확인을 위하여 ATR FT- IR 스펙트럼 분석을 하였다. 스펙트럼 분석은 Mattson사 의 ATR FT-IR spectrometer를 사용하여 파장 범위 4000- 400 cm에서 분석하였다.
- BET 분석.합성한 그라프트 공중합체의 공극률을 측정하기 위하여 BET 분석기 (TriStar 300, Micromeritics, No rcross, USA)를 이용하여 77 K에서 질소흡착 방법에 의해 BET 공극률을 측정하였다.
대상 데이터
- 시료 및 시약.극세 이온교환 섬유를 합성하기 위해 사용한 폴리에스터 극세사는 (주)코오롱에서 생산되는 섬유 직경 0.3신율 33%, 비장력 4.5 g/d인 PET를 기재로 사용하였으며, 또한 GMA와 광개시제인 benzophenone (BP)은 Junsei Chemical사의 순도 98% 특급시약4 사용 하였다. 설폰 화제인 아이소 프로필 알콜과 황산은 Aldrich 사의 순도 99.
- 5 g/d인 PET를 기재로 사용하였으며, 또한 GMA와 광개시제인 benzophenone (BP)은 Junsei Chemical사의 순도 98% 특급시약4 사용 하였다. 설폰 화제인 아이소 프로필 알콜과 황산은 Aldrich 사의 순도 99.5%, 95%의 시약을 사용하였으며, sodium sul fite anhydrous는 (주)덕산화학의 제품의 순도 95% 시약을 사용하였다. 흡착 실험을 위한 calcium chloride dihydrate 및 magnesium chloride hexahydrate와 ammonium chloride 및 ammonium hydroxide는 Ishizu Pharmaceutical 및 Sigma사의 시약을 사용하였으며 기타 시약은 특급 시약을 정제 없이 사용하였다.
- 5%, 95%의 시약을 사용하였으며, sodium sul fite anhydrous는 (주)덕산화학의 제품의 순도 95% 시약을 사용하였다. 흡착 실험을 위한 calcium chloride dihydrate 및 magnesium chloride hexahydrate와 ammonium chloride 및 ammonium hydroxide는 Ishizu Pharmaceutical 및 Sigma사의 시약을 사용하였으며 기타 시약은 특급 시약을 정제 없이 사용하였다.
성능/효과
- Figure 5(a)에서 보는 바와 같이 방향족고리의 C = C 특성피크가 1400-1650 cm에서 나타나고 방향족의 C-H 신축 진동 피크가 2900 cm에서 나타났으며, 에스터기의 C=O 특성피크가 1700 cm에서 나타나는 것으로 보아 PET 구조를 확인할 수 있었다. 또한 Figure 5(b)는 Figure 5(a)와는 달리 910 cm 에서 에폭시 특성피크가 나타나는 것으로 보아 GMA 가 그라프트된 공중합체가 합성되었음을 확인할 수 있었다. 또한 Figure 5(c)에서는 PET-g-GMA 공중합체에서는 나타나지 않았던 -OH의 특성피크가 3500 cm에서 나 타나고, SO3H의 특성 피크가 1200-1300 cm부근과 3500 cm부근에서 나타나는 것으로 보아 설폰화 PET-g-GMA 극세이온 교환 섬유가 합성되었음을 확인할 수 있었다.
- 1) PET-g-GMA의 그라프트율은 UV 조사량, 조사 시간 및 반응 온도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었으며 최적합성조건은 uv 조사량, 시간, 반응 온도가 각각 450 W, 60 min, 40 ℃ 임을 확인하였다.
- 2) 극세 이온교환 섬유의 설폰 화도는 그라프트율 80% 인 공중합체에서 설폰 화율 8.12 mmol/g로 최대를 나타내었으며, 함수율은 설폰 화율이 클수록 증가하였다. 이온교환 용량은 그라프트율이 증가함에 따라 증가하였으며 그라프트율이 80%인이온 교환 섬유의 경우 최대 3.
- 3) SPET-g-GMA 극세이온 교환 섬유의 인장 강도는 반응 전 PET 기재의 인장 강도보다 그라프트 반응율이 증가함에 따라 약간 낮아지는 경향을 보였으며 설폰 화 반응 후 극세이온 교환 섬유의 인장 강도 변화는 PET 기재보다 약 10% 낮게 나타났다.
- 4) SPET-g-GMA 극세이온 교환 섬유의 Ca^, Mg규에 대한 흡착시험 결과 Mg2+이 Ca보다 흡착평형 시간이 길었으며, Ca2+, Mg2+ 혼합용액에서 Mg규의 흡착파과 시간은 더욱 길어지는 경향을 보였다.
- 이온 교환 용량. UV 조사를 통하여 합성한 SPET-g-GMA 극세 이온 교환 섬유의 이온 교환 용량은 그라프트율이 증가함에 따라 2.50~5.25 meq/g으로 증가하였으며 80% 그라프트율의 이온교환 섬유가 최저 이온 교환 용량 값을 나타내었다. 이들값은 보통 이온 교환 용량이 섬유의 경우 2.
- 12 mmol/g로 최대를 나타내었으며, 함수율은 설폰 화율이 클수록 증가하였다. 이온교환 용량은 그라프트율이 증가함에 따라 증가하였으며 그라프트율이 80%인이온 교환 섬유의 경우 최대 3.25 meq/g 의 값을 나타내었다.
- 한편, Figure 2의 공극률의 변화 관계에서 보는 바와 같이 극세사 공중합체의 경우 그라프트 공중합 반응이 진행됨에 따라 PET-g-GMA 극세사의 공극률은 그라프트율이 급격히 증가함에 따라 급격히 감소함을 확인할 수 있었다. 이러한 원인은 기재표면에 GMA 단량체가 그라프팅 됨에 따라 섬유의 두께에 영향을 주어 공극의 변화가 일어나는 것으로 사료된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.